北破薛延陀

贞观二十年(646年)，李道宗被任命为瀚海道安抚大使，与其他几路唐军一起讨伐薛延陀。

薛延陀的多弥可汗见势不妙，逃到阿史德时健部落，却被回纥兵围攻，多弥可汗被杀。

部众拥立咄摩支为伊特勿失可汗，伊特勿失可汗向大唐朝廷上书请和，要求驻留在郁督军山(今蒙古国境内杭爱山东支)北麓，唐太宗表示同意，派李勣和崔敦礼前往安抚。

李勣发现伊特勿失可汗并非真心归附，而是暗中图谋不轨，就和李道宗一起，在郁督军山北痛击薛延陀，斩首五千余级，俘虏薛延陀男女三万余人。

李道宗渡过沙漠，追击薛延陀，与数万余众激战，斩首千余级，追出了两百里，灭薛延陀之战取得了完胜，咄摩支被带回京城献俘。

晚年冤狱

贞观二十一年(647年)，李道宗因身体不适请居闲职，转为太常卿。

永徽元年(650年)，李道宗加授特进，增实封并前共六百户。永徽四年(653年)二月，房遗爱(房玄龄之子)、薛万彻、柴令武(柴绍之子)因谋反被杀。

房遗爱、高阳公主谋反一案牵连了众多的皇亲国戚，其中包括长孙无忌一向忌惮的吴王李恪，还有与长孙无忌、褚遂良有宿怨的江夏郡王李道宗。

在这场血淋淋的权利斗争中，驸马都尉房遗爱、薛万彻、柴令武被斩首示众，荆王李元景、吴王李恪、巴陵公主、高阳公主都被赐死，李道宗持身再正，也逃不出报复式的清洗，他被流放象州(今广西柳州东南)，在路上就病逝了，享年五十四岁。

权利斗争周而复始，武则天得势，长孙无忌、褚遂良重蹈李道宗的命运，李道宗又被追复爵邑。